Verkehrsflusssimulation mit Hilfe der Fuzzy-Logic und einem Konzept potentieller Kollisionszeiten. Dissertation Universität Karlsruhe, Institut für Verkehrswesen IfV.

Mikroskopische Verkehrssimulation beruht auf der Modellierung einzelner Fahrer-Fahrzeug-Elemente, die in der vorliegenden Arbeit als Fuzzy-Regler formuliert sind. Dabei finden wahrnehmungsphysiologische Möglichkeiten und Grenzen visueller Informationsaufnahme besondere Berücksichtigung. Dem Tatbestand, dass ein Fahrzeugführer zur Bewältigung verschiedener Fahraufgaben Entscheidungen auch bei ungenauen und zum Teil unsicheren Informationen treffen muss, wird durch den Einsatz von Fuzzy-Variablen Rechnung getragen, die diese Unschärfe einer numerischen Bearbeitung leichter zugänglich machen. Ein solcher Fuzzy-Regler lässt sich durch Veränderung oder Erweiterung des zugehörigen Regelkatalogs komfortabel, relativ leicht verständlich und vor allem entkoppelt von der eigentlichen Reglerimplementation in seinen Eigenschaften anpassen. Als zentrale Variable für die Modellierung des Fahrverhaltens bei Fahrzeugfolge und Fahrstreifenwechsel wird die "Potentielle Kollisionszeit" benutzt, die zu einem bestimmten Zeitpunkt einer verbleibenden Restzeit bis zur Kollision bei unveränderten kinematischen Verhältnissen entspricht. Diese potentielle Kollisionszeit ist unmittelbar aus den dynamischen Änderungen im Gesichtsfeld eines Fahrzeugführers ableitbar und erlaubt, im Zusammenhang mit ihrer zeitlichen Veränderung, die Bewältigung auch anspruchsvoller Fahrsituationen. Verschiedene empirische Messungen von potentiellen Kollisionszeiten unterstreichen die besondere Bedeutung dieser Grösse, auf deren formale Eigenschaften ausführlich eingegangen wird. Die Arbeit beschreibt die notwendigen Fuzzy-Variablen und die Positionierung und Gestaltung der entsprechenden Fuzzy-Mengen sowie Kontrollinstrumente zur Überwachung der Eigenschaften des Fuzzy-Reglers. Für eine zweistreifige Richtungsfahrbahn (Schnellstrasse) wird anhand von Verteilungen einzelner Parameter (zum Beispiel potentielle Kollisionszeiten beim Fahrstreifenwechsel) und durch makroskopische Kenngrössen (zum Beispiel q-v-Diagramm, Fahrstreifenwechsel-Häufigkeiten in Abhängigkeit von der Verkehrsstärke) im Vergleich mit empirischen Daten die Qualität des Modells überprüft. Es erlaubt unter Berücksichtigung physiologischer Wahrnehmungsgrenzen eine realitätsnahe Fahrer-Modellierung, deren Komponenten auf Simulationsmodelle ähnlicher Thematik übertragbar sind.